[發明專利]巖土模型試驗用裝配式鋼構件模型箱及施工方法

在審

• 申請號: 201711363269.6
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN107842009A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 葉帥華;趙壯福;樊黎明;張玉巧;李德鵬;黃安平
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00;E04H1/12
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司62102
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明涉及土木工程技術領域，尤其涉及巖土模型試驗用裝配式鋼構件模型箱。

背景技術

隨著國民經濟的迅速發展，國家加大基礎設施的發展力度。尤其在西部大開發以來，各種土建工程絡繹不絕。凡是涉及土木工程建設，就不可避免的需要考慮地下巖土的物理及力學特征。我國地勢復雜，地形地貌特點不一，針對不同地區，需要用不同的巖土工程模型來研究其特點。

對實際地形的土體進行試驗研究通常耗費時間且可操作性不強，考慮到經濟的因素，通常對巖土工程實際土體做等比例縮小，便于在試驗室進行模擬研究。由于土體實際情況不同，為了更真實準確的反映土體特征，建造的巖土工程土體模型的空間大小也有所不同，因此，不同的模型需要不同的模型箱。試驗后的模型箱通常無法回收再利用，為了節約資源，應考慮回收再利用。

發明內容

本發明的目的是提供一種巖土模型試驗用裝配式鋼構件模型箱及施工方法。

本發明是巖土模型試驗用裝配式鋼構件模型箱及施工方法，結構包括內部可放置土體的空腔模型箱1，所述模型箱1由底部面板2、框架面板3、鋼構件A 5以及方鋼梁14組成；框架面板3由楔形鋼板8端部的楔形頭7嵌入鋼構件B 6的楔形口12中相互級聯而成，圍成模型箱1空間相互平行的前后兩個面及左右兩個面，相鄰框架面板3通過嵌入鋼構件A 5的楔形口12而連接；鋼構件A 5及鋼構件B 6端部截面預留螺栓孔13，通過螺栓4與底部面板2固定連接；方鋼梁14設置在模型箱1的頂部與底部，通過螺栓4錨定在模型箱1空間頂部及底部的側壁上。

巖土模型試驗用裝配式鋼構件模型箱的施工方法，其步驟為：

（1）預制鋼構件A 5、鋼構件B 6：按照工程設計要求，確定鋼構件A 5、鋼構件B 6的幾何尺寸；按照確定的幾何尺寸加工鋼構件A 5、鋼構件B 6，并在其端部截面及兩個側壁按照設計要求預留螺栓孔13；

（2）預制楔形鋼板8：按照工程設計要求確定Ⅰ型楔形鋼板9與Ⅱ型楔形鋼板10的幾何尺寸并按照相應尺寸加工；

（3）連接鋼構件B 6：將四個鋼構件B 6豎向連接成中柱單元15；通過鋼構件B 6的兩個側壁上預留的螺栓孔13，用鋼板連接件11將相鄰的兩個鋼構件B 6以螺栓4固定連接。其中，鋼構件B 6的數量不局限于四個，可根據實際工程模型高度尺寸確定；

（4）連接鋼構件A 5：將四個鋼構件A 5豎向連接成邊柱單元16；連接方法同鋼構件B 6；

（5）重復步驟（3）、步驟（4），獲得四個邊柱單元16及若干中柱單元15；其中，中柱單元15的數量具體由模型箱大小確定；

（6）拼裝框架面板3：將楔形鋼板8嵌入兩個中柱單元15之間形成框架面板3內部區域，在框架面板3邊緣區域，楔形鋼板8一端嵌入中柱單元15，另一端懸置；楔形鋼板8的嵌入順序為：先在底部嵌入一塊Ⅱ型楔形鋼板10，再嵌入三塊Ⅰ型楔形鋼板9，最后在頂部再嵌入一塊Ⅱ型楔形鋼板10；

（7）重復步驟（6）拼裝好前后兩個面及左右兩個面的框架面板3；

（8）拼裝模型箱1框架：將步驟（6）中的一前一左兩個框架面板3懸置一端的楔形鋼板8嵌入邊柱單元16的楔形口12，并重復此步驟完成一后一右兩個框架面板3的拼裝，最后二者再通過邊柱單元16拼裝連接形成模型箱1空間相互平行的前后兩個面及左右兩個面的整體框架；

（9）安裝底部面板2：用螺栓4將底部面板2固定在鋼構件A 5及鋼構件B 6端部截面預留的螺栓孔13；

（10）加固模型箱1：分別取尺寸與模型箱1長度及寬度一致的方鋼梁14，在方鋼梁14與模型箱1側壁預留螺栓孔13對應的位置貫穿打孔，再用螺栓4穿過此孔將方鋼梁14固定在模型箱1前后左右四個面的頂部與底部側壁上連接成一圈；

（11）回收方法：（a）卸除模型箱1頂部及底部的方鋼梁14，拆除底部面板2；（b）拆除四個邊柱單元16，將框架面板3逐步拆分，并按照類型將Ⅰ型楔形鋼板9、Ⅱ型楔形鋼板10分類存放；（c）拆分中柱單元15、邊柱單元16，將鋼構件A5、鋼構件B6以及鋼板連接件11分類存放。

本發明的有益效果是：本發明提供了一種可快速拼裝、能改變容積大小可回收巖土模型試驗用裝配式鋼構件模型箱。本發明可實現模型箱的快速拼裝，而且便于回收再利用。具有結構簡單，可操作性強的特點。

附圖說明